矽光子前瞻技術研發與應用計畫召集人劉柏村：矽光子計畫打造光電整合新戰略

生成式AI帶動處理器運算能力飛快提升，晶片與機櫃互連的資料傳輸速度，變成限制系統效能的瓶頸所在。為突破這個效能瓶頸，改用光通訊已經是大勢所趨。在這樣的產業背景下，「矽光子」與「光電整合」被視為下一世代運算基礎架構的核心技術，而國科會近期推動的「矽光子前瞻技術研發與應用計畫」，將是台灣回應這場技術轉折的關鍵布局。 身兼計畫專案召集人的陽明交大講座教授劉柏村指出，這個計畫的目標不止要追求單一技術突破，更試圖建立一套涵蓋元件、封裝到系統的完整光電整合生態系。從產業角度來看，這不僅是一項研發計畫，更可視為台灣半導體產業從「電子時代」邁向「光電整合時代」的重要轉捩點。 陽明交大講座教授劉柏村：矽光子計畫不只要做技術研究，更要與產業需求接軌。   AI時代的關鍵瓶頸：資料傳輸取代算力競爭 劉柏村指出，過去十年，半導體產業的競爭主軸集中在晶片效能提升，然而隨著AI模型規模急遽擴張，運算架構的瓶頸正快速轉移。根據計畫主持人的觀察，當前AI與高效能運算(HPC)系統的核心問題，已從單顆晶片效能，轉向晶片之間、模組之間乃至機櫃之間的資料移動效率與功耗。 在傳統架構中，資料透過銅線進行傳輸，但隨著頻寬提升，銅線所帶來的訊號衰減、功耗增加與延遲問題日益嚴重。在這個情況下，即使晶片本身具備更高算力，整體系統效能仍難以有效提升。矽光子技術的出現，就是為了解決這一瓶頸。透過以光訊號取代電訊號，資料可以在更低功耗與更長距離下高速傳輸，大幅提升系統整體效率。尤其當光通訊能夠進一步整合至晶片與封裝層級，將形成所謂的「光電整合」架構，進一步顛覆現有資料中心設計。 從元件到系統：打造完整矽光子技術鏈 國科會矽光子前瞻技術研發與應用計畫的最大特色，在於以「垂直整合」為核心思維，全面布局從元件、封裝到系統的關鍵技術。在元件層面，計畫涵蓋光收發器、光調變器、光偵測器，以及III-V材料與矽基板的整合技術，目標是建立可量產的高速光電元件基礎。這些元件將構成未來光通訊與光互連的核心。 在封裝層面，計畫聚焦於目前業界最受矚目的「共同封裝光學」(CPO)技術。透過將光學元件與ASIC或GPU直接整合於同一封裝中，可大幅縮短傳輸距離，降低功耗並提升頻寬密度。此外，中介層(Interposer)設計、玻璃基板(Glass...